钢中氢、氮、氧的来源及其控制对策(二)
  发布时间:2011年08月19日 点击数:

4 影响钢中氢、氮、氧的因素与其控制
4.1 钢中氢、氮、氧的来源
  在常压下进行钢的冶炼,气体除铁水中已溶解的外,还可以通过各种原辅料及炉气进入钢液。当进入钢中的气体量超过冶炼过程脱碳沸腾的脱气量时,钢中气体的含量就增加。各种不同的炼钢炉,终点钢水中都含有一定量的氢、氮、氧,实测和统计情况见表3。


         表3 三种炼钢炉终点钢水中[H]、[N]、[O]的含量(w)  ×10-6 

冶炼方法
H
N
O
平炉
38
4060
(C=0.10%)400600
电炉
47
70140
造还原渣<100
转炉
35
2040
(C=0.10%)300500

4.1.1 氢的来源
  氢气在炉气中的分压力很低,大气中氢的分压力为0.053Pa。因此钢中的氢主要由炉气中的水蒸汽的分压力来决定的(见图3)。氢进入钢液的主要途径是:通过废钢表面的铁锈(XFeO.rFe3O4.2H2O);铁合金中的氢气;增碳剂、脱氧剂、复盖剂、保温剂、造渣剂(Ca(OH)2)、沥青和焦油中的水份;未烤干的钢包、中间包、中注管、汤道;钢锭模的喷涂料;结晶器渗水以及大气中的水份与钢水或炉渣作用而进入钢中。
4.1.2 氮的来源
  氮气在炉气中的分压力很高,大气中氮的分压力大体保持在7.8×104Pa。因此钢中的氮主要是钢水裸露过程中吸入并溶解的。电炉炼钢,包括二次精炼的电弧加热,加速了气体的解离,故[N]含量偏高;平炉治炼时间长增加了氮含量;转炉复吹控制不当,氮氩切换不及时也会增加氮的含量;铁合金、废钢铁和渣料中的氮也会随炉料带入钢水。
4.1.3 氧的来源
  氧在各种炼钢炉冶炼终点时都以一定量存在于钢水中,氧是我们供给的这是不言而喻的。因为炼钢过程首先是氧化过程,脱[P]、脱[S]、脱[Si]、脱[C]都需要向铁水供氧。但随着炼钢过程的进行,尽管工艺操作千变万化,可是炼钢炉内熔池中钢液的[C]、[O]的关系却有着共同的规律性。即随着[C]的逐步降低,[O]却在逐步增高,[C]和[O]有着相互对应的平衡关系。
4.2 控制氢、氮、氧的主要对策
4.2.1 在炼钢生产的全过程中,建立起洁净钢质的思想观念
  不断提高钢的内在质量,是我们开发各种新产品的基础。所谓洁净钢的生产不要局限于狭义的概念,要有广义的思想。不要眼睛只盯着某一道工序上,而应该在整个系统上下功夫。传统的炼钢热力学原理至今未变,但动力学条件则在不断的创新。人们在炼钢的工艺过程及设备上努力找出最佳的配合条件。从现实情况看,不要认为洁净钢离我们还远,各个企业都可以因地制宜就现有的条件,通过严格的科学管理,按标准执行操作。首先是预防为主,制定本单位洁净钢的生产目标,使产品实物质量提上新水平。

                      ——本文摘自《中国金相分析网》